(57)【要約】【課題】燃料電池の広い負荷範囲で正確なアイドルストップ許可条件を判定する。【解決手段】運転状態検出手段１０１は、少なくとも燃料電池の負荷情報を含む燃料電池の運転状態を検出する。電圧パラメータ検出手段１０２は、燃料電池の電圧に関する情報である電圧パラメータを検出する。電圧パラメータ閾値演算手段１０３は、運転状態検出手段１０１が検出した負荷情報値に基づいてアイドルストップ許可判断のための電圧パラメータの閾値を演算する。アイドルストップ許可手段１０４は、電圧パラメータ検出手段１０２の検出した電圧パラメータが、電圧パラメータ閾値演算手段１０３が演算した電圧パラメータ閾値に対して、アイドルストップ許可の条件を満足している際にアイドルストップを許可する。アイドルストップ制御手段１０５は、アイドルストップ許可手段１０４の出力に基づいてアイドルストップの制御を行う。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、
少なくとも燃料電池の負荷情報を含む燃料電池の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
燃料電池の電圧に関する情報である電圧パラメータを検出する電圧パラメータ検出手段と、
前記運転状態検出手段が検出した負荷情報値に基づいてアイドルストップ許可判断のための電圧パラメータの閾値を演算する電圧パラメータ閾値演算手段と、
該電圧パラメータ閾値演算手段の出力と、前記電圧パラメータ検出手段の出力とに基づいてアイドルストップの許可判断を行うアイドルストップ許可手段と、
該アイドルストップ許可手段の出力に基づいてアイドルストップの制御を行うアイドルストップ制御手段と、を備えた燃料電池システムであって、
前記アイドルストップ許可手段は、電圧パラメータの検出値が、前記電圧パラメータ閾値に対してアイドルストップ許可の条件を満足している際にアイドルストップを許可することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記電圧パラメータ閾値演算手段は、燃料電池の電流電圧特性と、前記運転状態に基づいて、アイドルストップ許可電圧パラメータ下限値を演算する手段であり、
前記アイドルストップ許可手段は、電圧パラメータ検出手段の出力がアイドルストップ許可電圧パラメータ下限値よりも大きい場合にアイドルストップを許可する手段であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記電圧パラメータ閾値演算手段は、前記運転状態に基づいて、アイドルストップ許可のための電圧パラメータばらつき上限値を演算する手段であり、
前記アイドルストップ許可手段は、電圧パラメータ検出手段の出力のばらつきがアイドルストップ許可電圧パラメータばらつき上限値よりも小さい場合にアイドルストップを許可する手段であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記運転状態検出手段は、前記負荷情報に加えて、燃料電池温度、燃料ガス圧力、酸化剤ガス圧力、燃料ガスの過剰率、酸化剤ガスの過剰率の少なくとも１つを検出する手段であり、
前記電圧パラメータ閾値演算手段は、前記運転状態検出手段のこれら検出値に基づいて電圧パラメータの閾値を演算する手段であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
燃料電池の電流電圧特性を学習する電流電圧特性学習手段を備え、
前記電圧パラメータ閾値演算手段は、前記電流電圧特性学習手段の出力と、前記運転状態検出手段の検出値に基づいて電圧パラメータの閾値を演算する手段であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記負荷情報は、燃料電池の目標電流であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記負荷情報は、燃料電池の目標電力であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記負荷情報は、燃料電池の実電流であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記負荷情報は、燃料電池の実電力であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記電圧パラメータは、燃料電池の各セル毎に検出したセル電圧であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
前記電圧パラメータは、複数直列接続されたセルからなるセル群毎に検出したセル群電圧であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１２】
前記電圧パラメータは、燃料電池を構成する複数のスタックのスタック毎の電圧であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１３】
前記電圧パラメータは、燃料電池スタックの総電圧であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１４】
前記電圧パラメータばらつきは、複数の電圧パラメータの分散値であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１５】
前記電圧パラメータばらつきは、複数の電圧パラメータの、平均値からの最大偏差であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項１６】
前記の電圧パラメータばらつきは、複数の電圧パラメータで平均値から最大偏差を持つパラメータの偏差の、平均値に対する割合であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに係り、特に、低負荷時に発電一時停止するアイドルストップを行う燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムは、一般に低負荷時の発電効率が低いので、負荷変動の大きい燃料電池車両用の燃料電池システムでは、アイドルストップを行うのが一般的である。このため、燃料電池システムに余剰電力を貯蔵する二次電池を備え、低負荷時には燃料電池の発電を一時停止して、二次電池から負荷装置へ電力を供給し、要求電力が増加した場合にアイドルストップから発電状態へ復帰するように制御している。
【０００３】
このようなアイドルストップ機能を備えた燃料電池システムにおいては、負荷条件がアイドルストップ条件を満たしていても、燃料電池システムの状態によっては、アイドルストップを行うと、アイドルストップから発電状態へ復帰する際に、発電出力が低下して車両駆動力が制限される等の不具合が生じる虞がある。このため、アイドルストップ条件に燃料電池システムの状態、例えばセル電圧も考慮し、セル電圧が所定値以下である場合には、アイドルストップを禁止していた（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−１７３４５０号公報（第６頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、アイドルストップに入る前の発電状態でアイドルストップへの移行判断を行う際に、比較的大きい電力で発電している場合のセル電圧でもアイドルストップを許可するように値を決めると、小電力時には不安定なセル電圧でもアイドルストップを許可することになり、発電状態へ復帰時の動力性能を低下させてしまうという問題点があった。
【０００５】
また、最低電力でのスタック電圧が高い条件でセル電圧の閾値を決めておくと、少しでも大きな電力を取り出しているときにはアイドルストップが許可されず、アイドルストップの頻度が低下し、燃費性能向上が限定されるという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、少なくとも燃料電池の負荷情報を含む燃料電池の運転状態を検出する運転状態検出手段と、燃料電池の電圧パラメータを検出する電圧パラメータ検出手段と、前記運転状態検出手段が検出した負荷情報値に基づいてアイドルストップ許可判断のための電圧パラメータの閾値を演算する電圧パラメータ閾値演算手段と、該電圧パラメータ閾値演算手段の出力と、前記電圧パラメータ検出手段の出力とに基づいてアイドルストップの許可判断を行うアイドルストップ許可手段と、該アイドルストップ許可手段の出力に基づいてアイドルストップの制御を行うアイドルストップ制御手段と、を備えた燃料電池システムであって、前記アイドルストップ許可手段は、電圧パラメータの検出値が、前記電圧パラメータ閾値に対してアイドルストップ許可の条件を満足している際にアイドルストップを許可することを要旨とする。
【０００７】
本発明においては、燃料電池の負荷情報を含む燃料電池の運転状態を検出し、この負荷情報に基づいて、アイドルストップを許可判断のための電圧パラメータ閾値を演算し、この電圧パラメータ閾値と検出した電圧パラメータとを比較してアイドルストップの許可判断を行うことにより、燃料電池負荷の広い範囲で正確なアイドルストップ許可判定を行うことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アイドルストップ直前の負荷情報に応じて適切なアイドルストップ許可条件を演算できるため、直前の負荷状態が異なっても過不足なく適切な条件でアイドルストップに入ることが可能となり、アイドルストップの頻度が向上し燃料電池システムの燃費性能を向上できるとともに、アイドルストップ解除後の再起動時に速やかに燃料電池出力を立ち上げることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明を図面に基づいて説明する。尚、特に限定されないが、以下に説明する各実施例は、燃料電池車両に好適な燃料電池システムである。
【００１０】
図１は、本発明に係る燃料電池システムの要部構成を示す図である。図１において、燃料電池システムは、図示しない燃料電池と、少なくとも燃料電池の負荷情報を含む燃料電池の運転状態を検出する運転状態検出手段１０１と、燃料電池の電圧に関する情報である電圧パラメータを検出する電圧パラメータ検出手段１０２と、運転状態検出手段１０１が検出した負荷情報値に基づいてアイドルストップ許可判断のための電圧パラメータの閾値を演算する電圧パラメータ閾値演算手段１０３と、電圧パラメータ検出手段１０２の検出した電圧パラメータが電圧パラメータ閾値演算手段１０３が演算した電圧パラメータ閾値に対してアイドルストップ許可の条件を満足している際にアイドルストップを許可するアイドルストップ許可手段１０４と、アイドルストップ許可手段１０４の出力に基づいてアイドルストップの制御を行うアイドルストップ制御手段１０５とを備えている。
【００１１】
運転状態検出手段１０１は、負荷情報として、燃料電池の目標電流、目標電力、実電流、実電力の何れかを検出する手段である。また運転状態検出手段１０１は、負荷情報に加えて、燃料電池温度、燃料ガス圧力、空気圧力、燃料ガス過剰率、酸化剤ガス過剰率を検出してもよい。
【００１２】
電圧パラメータ閾値演算手段１０３は、負荷情報、または負荷情報及びこれ以外の燃料電池の運転状態に基づいて、アイドルストップ許可条件となる電圧パラメータ閾値を演算する手段である。通常、負荷情報の値に対する電圧パラメータ閾値のマップとして不揮発性メモリに記憶したものを利用する。
【００１３】
運転状態検出手段１０１が負荷情報に加えて、燃料電池温度、燃料ガス圧力、酸化剤ガス圧力、燃料ガス過剰率、酸化剤ガス過剰率等の運転状態パラメータを検出する場合には、電圧パラメータ閾値演算手段１０３は、負荷情報及びこれらの運転状態パラメータに基づく多次元制御マップにより、電圧パラメータ閾値を演算する手段とすることができる。これにより、直前の負荷状態、暖機状態、大気圧変化なども含めたガス圧力が異なっても、過不足なく適切な条件でアイドルストップに入ることができる。
【００１４】
図２は、図１の基本構成に加えて、燃料電池の電流電圧特性を学習するＩＶ特性学習手段２０６を備えた構成である。電圧パラメータ閾値演算手段２０３は、運転状態検出手段１０１の出力およびＩＶ特性学習手段２０６の出力に基づいてアイドルストップ許可のための電圧パラメータ閾値を演算する手段である。それ以外の構成は図１と同様である。
【００１５】
ＩＶ特性学習手段２０６のＩＶ特性学習方法は、特に限定されないが以下の方法のよれば、燃料電池の経年変化をＩＶ特性に反映させることができる。まず、燃料電池の運転状態の変化があまり大きくない準定常状態における燃料電池の電流値と電圧値とをサンプリングして記憶する。一定数のサンプルの記憶が完了した時点で、古いサンプルを除去して比較的新しいサンプルに基づいて、最小二乗法等により燃料電池の電流電圧特性曲線を求めてこれを記憶する。
【００１６】
図３は、本発明が適用される燃料電池システムの全体構成を示す図である。燃料電池１には、アノードに水素ガスが、カソードに空気が供給され、以下に示す電極反応が進行され、電力が発電される。
【００１７】
アノード（水素極）：Ｈ2 → ２Ｈ+＋２ｅ-                   …（１）
カソード（酸素極）：２Ｈ+＋２ｅ-＋(1/2)Ｏ2 → Ｈ2Ｏ       …（２）
アノードへの水素供給は、水素タンク２から水素タンク元弁３、減圧弁４、水素供給弁５を通じてなされる。水素タンク２から供給される高圧水素は、減圧弁４で機械的に所定の圧力まで減圧され、水素供給弁５で燃料電池の運転圧力まで水素圧力が減圧制御される。ポンプ等を使用した水素循環装置７は、アノードで消費されなかった水素を水素循環路１９を介してアノード入口へ再循環させるために設置する。アノードの水素圧は、コントローラ３０が圧力センサ６ａで検出した水素圧力をフィードバックして水素供給弁５を駆動することによって制御される。水素圧を所望の目標圧力に制御することによって、燃料電池が消費した分だけの水素が自動的に補われる。
【００１８】
パージ弁８は、つぎのような役割を果たす。（ａ）水素循環機能を確保するために、水素系内に蓄積した窒素を排出する。（ｂ）セル電圧を回復させるために、ガス流路に詰まった水詰まりを吹き飛ばす。（ｃ）起動時に水素系を水素で置換するために水素系内のガスを排出する。ここで水素系とは、燃料電池１のアノード、水素循環路１９、水素循環装置７、及びこれらを接続する管路である。
【００１９】
排水素処理装置９は、パージ弁７から排出される水素を含むガスを可燃濃度未満の水素濃度になるように空気で希釈して系外へ排出するか、あるいは水素と空気を反応させて燃焼させることで排出水素濃度を下げる。
【００２０】
カソードへの空気は、コンプレッサ１０により供給される。加湿装置１１は、供給する空気を加湿する。カソードの空気圧は、コントローラ３０が圧力センサ６ｂで検出した空気圧力をフィードバックして空気調圧弁１２を駆動することによって制御される。
【００２１】
冷却水流路への冷却水は冷却水ポンプ１３により供給される。三方弁１６は、冷却水の流路をラジエタ１７方向とラジエタバイパス方向に切り替えたり、分流したりする。ラジエタファン１８は、ラジエタへ風を通過させて冷却水を冷やす。冷却水の温度は、温度センサ１４によって燃料電池入口の温度を、温度センサ１５によって燃料電池出口の温度を検出し、これらに基づいてコントローラ３０が三方弁１６とラジエタファン１８を駆動することによって調整する。
【００２２】
パワーマネージャ２１は、燃料電池１から出力を取り出す装置であり、燃料電池１から出力（電流あるいは電力）を取り出して負荷装置２３（例えば、車両駆動モータ）へ供給する。またパワーマネージャ２１は、二次電池やキャパシタを用いた蓄電装置２２の蓄電量（ＳＯＣ）を監視し、ＳＯＣが所定量以下となると、蓄電装置２２の充電のために充電用電流、または充電用電力をコントローラ３０へ要求する。
【００２３】
コントローラ３０には、図示しない車速センサ及びアクセルセンサが接続され、車速信号やアクセル操作量信号が入力される。コントローラ３０は、車速信号及びアクセル操作量信号に基づいて車両駆動用電流または車両駆動用電力を計算し、それぞれに充電用電流または充電用電力を加算して、燃料電池１の目標電流または目標電力を計算する。そして、目標電流または目標電力に応じて、燃料電池の運転状態、例えば、水素ガス圧力、空気圧力等を制御する。
【００２４】
燃料電池１の各セルの電圧値は電圧センサ２４で検出され、コントローラ３０は、これら各セルの電圧値を読込可能である。尚、燃料電池１は、複数のセルを直列接続したセル群から構成され、各セル群の電圧値を電圧センサ２４が検出する構成としてもよい。
【００２５】
コントローラ３０は、各種センサ値を読み込み、各アクチュエータを駆動して、燃料電池システム全体の制御、及びアイドルストップに関する制御を行なう。
【００２６】
また、コントローラ３０は、図１、図２の電圧パラメータ検出手段１０２の一部、電圧パラメータ閾値演算手段１０３、２０３、アイドルストップ許可手段１０４、アイドルストップ制御手段１０５、及びＩＶ特性学習手段２０６である。
【００２７】
尚、特に限定されないが、本発明では、コントローラ３０は、ＣＰＵと、プログラムＲＯＭと、作業用ＲＡＭと、入出力インタフェースとを備えたマイクロプロセッサで構成されている。
【００２８】
図４は、燃料電池１を構成する各セルの電流電圧特性例（ＩＶ特性）例を示す図である。同図において、実線は、正常に動作しているセルの標準セル電圧であり、破線は、水詰まりや窒素蓄積がないと判断可能な下限のセル電圧であり、本発明でアイドルストップ許可判定に用いる電流電圧特性である。図４に示したように、燃料電池から取り出す電流が小さいほど、燃料電池セルの電圧は高い傾向がある。
【００２９】
図５は、本発明を適用しない比較例におけるアイドルストップの許可判断を示す。図５（ａ）に示すように、通常のアイドル状態ではＩ１［Ａ］の電流を取り出しているとすると、そのときの典型的なセル電圧はＶ１［Ｖ］であり、多少のばらつきを考慮してもすべてのセルでＶｓ［Ｖ］以上のセル電圧があれば、燃料電池はセルの水つまりなどを生じておらず正常な状態と考えられる。いま、図５（ａ）比較例で、最低セル電圧がＶｓより大きい場合にアイドルストップへの移行判断を行う場合を示している。この場合、アイドルストップに入る前のアイドル発電時のセル電圧がすべてＶｓ以上あれば、アイドルストップに移行する、という制御を実行できると判断する。ここで、図５（ａ）で、発電電流がＩ１へ移行すると最低セル電圧はＶｓより上になるので正常にアイドルストップの許可判断ができる。しかし、車両のバッテリの充電状態などによっては、実際にはアイドル発電時の取り出し電流がＩ１よりも大きいＩ２［Ａ］まで取り出すような場合もありえ、このような場合でアイドルストップ許可判断をＶｓに基づいて行っている場合、図５（ｂ）のようになり、取り出し電流がＩ２へ移行すると最低セル電圧はＶ２までしか上昇せず、アイドルストップの許可条件が成立しないため、燃料電池が正常であってもアイドルストップへ移行できない、ということになってしまう。
【００３０】
図６は、本発明を適用した場合の一例であり、図４の破線に示したアイドルストップ許可下限セル電圧（Ｖｘ）曲線に基づいて、アイドル発電時の取り出し電流によってアイドルストップ許可判断のセル電圧閾値を変更するものである。つまり、燃料電池からの取り出し電流と図４の破線の特性（Ｖｘ）とに基づいて、時々刻々セル電圧閾値を変更するもので、取り出し電流がＩ１の場合はＶｓ、取り出し電流がＩ２の場合はＶｔがセル電圧閾値となり、そのときの発電状態によって適切にアイドルストップ許可判断のセル電圧閾値を設定することができる。
【００３１】
図６（ａ）は、本発明におけるアイドル発電時の取り出し電流がＩ１の場合であり、この場合は図５の場合と同様に、Ｖｓに基づいてアイドルストップの許可判断がなされる。図６（ｂ）はアイドル発電時の取り出し電流がＩ２の場合であり、Ｖｘの特性から決まる閾値Ｖｔでアイドルストップ許可判断を行うため、この場合でも正常にアイドルストップの許可判断がなされることになる。
【００３２】
図６では、図４の特性と最低セル電圧からアイドルストップ許可判断を行う場合を示したが、セル電圧のばらつき（分散など）と燃料電池の電流密度との関係が図７のように、電流密度が大きいほどセル電圧のばらつきが大きくなることを利用して、図７の破線で示すアイドルストップ許可セル電圧ばらつき上限値（Ｄｘ）特性と、燃料電池のセル電圧の測定値から求めたセル電圧ばらつきを用いても同様のことが行える。
【実施例１】
【００３３】
次に、図８の制御フローチャートを参照して、本発明に係る燃料電池システムの実施例１におけるアイドルストップ許可制御を説明する。本実施例の構成は、図１または図２に示した構成である。本実施例は、負荷情報として燃料電池の目標電流を、電圧パラメータとしてはセル電圧を用い、最低セル電圧が目標電流に応じた下限値を満たしているかどうかでアイドルストップの許可判断を行う場合の実施例である。
【００３４】
図８のフローチャートは、燃料電池システムの通常運転中に定期的（たとえば１０ｍｓ毎）に実行される。また、本フローチャートが開始される前に、コントローラ３０には、圧力センサ６ａ，６ｂ、温度センサ１４，１５，電圧センサ２４、図１では図示しなかった車速センサ等の各センサの検出値が読み込まれているものとする。さらにコントローラ３０は、パワーマネージャ２１からの充電用電流を読み込み、これに車両駆動用電流を加えた燃料電池１の目標電流を既に算出しているものとする。
【００３５】
ステップ８０１では、セル電圧以外のアイドルストップ許可条件、たとえば車速やガスの圧力が所定値まで下がっているか、温度が所定の条件を満足しているかを判断する。ステップ８０１の条件が成立していない場合はそのままこの手続きは終了するが、条件が成立している場合はステップ８０２へ進む。ステップ８０２では燃料電池の目標電流を読み込む。ステップ８０３では、予めコントローラ３０に記憶した図４のような電流電圧特性を有する制御マップを参照して、燃料電池の目標電流に対応するアイドルストップ許可の下限セル電圧Ｖｘを求める。
【００３６】
ここで、図４の特性では横軸が電流密度となっているが、目標電流をセルの有効面積で割り算することで電流密度に変換すればよい。また、ステップ８０３で参照する制御マップは、燃料電池１の電流電圧特性を学習するＩＶ特性学習手段２０６（図２）の学習結果としてもよい。この場合、学習した標準セル電圧から所定電圧減じた電圧をアイドルストップ許可下限電圧とする。これにより燃料電池の経年変化があっても正確なアイドルストップ条件を判定することができる。
【００３７】
ステップ８０４では、燃料電池１のすべてのセル電圧から、最低セル電圧Ｖｃ＿ｍｉｎを演算する。ステップ８０５では、最低セル電圧Ｖｃ＿ｍｉｎがＶｘより大きいかどうかを判断し、Ｖｘより大きくない場合はそのまま手続きを終了し、Ｖｃ＿ｍｉｎがＶｘより大きい場合はステップ８０６へ進み、アイドルストップへの移行制御を実行する。
【００３８】
このように本発明によれば、アイドルストップ直前の負荷情報に応じて適切なアイドルストップ許可条件を演算できるため、直前の負荷状態が異なっても過不足なく適切な条件でアイドルストップに入ることが可能となる。
【実施例２】
【００３９】
次に、図９の制御フローチャートを参照して、本発明に係る燃料電池システムの実施例２におけるアイドルストップ許可制御を説明する。本実施例の構成は、図１または図２に示した構成である。本実施例は、負荷情報として燃料電池の目標電流を、電圧パラメータとしてはセル電圧を用い、セル電圧のばらつきとして分散値が上限値を満たしているかどうかでアイドルストップの許可判断を行う場合の実施例である。
【００４０】
図９のフローチャートは、燃料電池システムの通常運転中に定期的（たとえば１０ｍｓ毎）に実行される。ステップ９０１では、電圧以外のアイドルストップ許可条件、たとえば車速やガスの圧力が所定値まで下がっているか、温度が所定の条件を満足しているかを判断する。ステップ９０１の条件が成立していない場合はそのままこの手続きは終了するが、条件が成立している場合はステップ９０２へ進む。ステップ８０２では燃料電池の目標電流を読み込む。ステップ９０３では、予めコントローラ３０に記憶した図７の特性を有する制御マップを参照して、燃料電池の目標電流に対応するアイドルストップ許可のセル電圧の上限ばらつき値Ｄｘを求める。ここで、図７の特性では横軸が電流密度となっているが、目標電流をセルの有効面積で割り算することで電流密度に変換すればよい。ステップ９０４では、燃料電池のすべてのセル電圧Ｖｃｅｌｌ（ｉ）（ｉ＝１〜Ｎ）を読み込み、ステップ９０５ではセル電圧の分散値Ｄｃｅｌｌを演算する。
【００４１】
分散値Ｄｃｅｌｌは、次に示す式（１）によって求めればよい。
【００４２】
Dcell＝Σ{Vcell(i)−Vcell_ave}^2／Ncell    (i=１，2，…，Ncell)  …（１）
ここでＶｃｅｌｌ＿ａｖｅは平均セル電圧、Ｎｃｅｌｌは全セル数である。
【００４３】
ステップ９０６では、セル電圧分散値ＤｃｅｌｌがＤｘより小さいかどうかを判断し、Ｄｘより小さくない場合はそのまま手続きを終了し、ＤｃｅｌｌがＤｘより小さい場合はステップ９０７へ進み、アイドルストップへの移行制御を実行する。
【００４４】
ここまでの実施例では、負荷情報としてスタックの目標電流を用いたが、これは目標電力や実電流、実電力を用いてもよい。また、電圧パラメータとしてセル電圧を用いたが、これは複数のセルからなるセル群の電圧でもよいし、燃料電池が複数のスタックから構成される場合はその各々のスタック電圧でもよい。また、実施例１の場合は、スタック総電圧を用いてもよい。
【００４５】
また、実施例２では電圧パラメータのばらつきとして分散値を用いたが、これは電圧パラメータの平均値からの最大偏差
max(|電圧パラメータ(i)−電圧パラメータ平均値|)                    …（２）
を用いてもよいし、平均値から最大偏差を持つパラメータの偏差の平均値に対する割合、
max(|電圧パラメータ(i)−電圧パラメータ平均値|)／電圧パラメータ平均値  …（３）
でも同様のことが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る燃料電池システムの基本構成図である。
【図２】燃料電池の電流電圧特性を学習する場合の基本構成図である。
【図３】本発明が適用される燃料電池システムの全体構成を示す構成図である。
【図４】燃料電池の電流密度に対するセル電圧の特性、及び電流密度に対する最低セル電圧の閾値の決め方を表す図である。
【図５】本発明を適用しない場合のアイドルストップ移行判断の様子を示す図である。
【図６】本発明を適用したアイドルストップ移行判断の様子を示す図である。
【図７】燃料電池の電流密度に対するセル電圧のばらつき特性、及び電流密度に対するセル電圧ばらつき上限値の決め方を示す図である。
【図８】実施例１におけるアイドルストップ移行判断を説明するフローチャートである。
【図９】実施例２におけるアイドルストップ移行判断を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１：燃料電池
２：水素タンク
３：水素タンク元弁
４：減圧弁
５：水素供給弁
６ａ、６ｂ：圧力センサ
７：水素循環装置
８：パージ弁
９：排水素処理装置
１０：コンプレッサ
１１：加湿装置
１２：空気調圧弁
１３：冷却水ポンプ
１４、１５：温度センサ
１６：三方弁
１７：ラジエタ
１８：ラジエタファン
１９：水素循環路
２０：キースイッチ
２１：パワーマネージャ
２２：蓄電装置
２３：負荷装置
２４：電圧センサ
【図１】
2007258117.tif 000003
【図２】
2007258117.tif 000004
【図３】
2007258117.tif 000005
【図４】
2007258117.tif 000006
【図５】
2007258117.tif 000007
【図６】
2007258117.tif 000008
【図７】
2007258117.tif 000009
【図８】
2007258117.tif 000010
【図９】
2007258117.tif 000011